Arduino

Arduino 并非单一硬件，而是一套 开源的电子原型平台，包含「硬件开发板」和「软件开发环境（IDE）」，核心目标是降低电子工程、编程的入门门槛，让非专业开发者也能快速实现创意原型。

1. 核心定位

• 本质：开源硬件 + 简化版 C/C++ 编程环境的组合，核心是「易用性」和「兼容性」；

• 核心优势：图形化 IDE 简单直观、开发板即插即用、丰富的第三方库和扩展模块、全球庞大的社区支持，适合新手入门、学生学习、创客原型开发。

2. 硬件部分（Arduino 开发板系列）

Arduino 开发板以 ATmega 系列单片机（ATMEL 公司，现被 Microchip 收购）为核心，常见型号：

3. 软件部分（Arduino IDE）

• 界面设计：简洁直观，无需复杂配置，支持代码高亮、自动补全、串口监控（查看传感器数据）；

• 编程语法：简化的 C/C++ 语法，无需手动配置编译器、链接器，核心函数（如 setup() 初始化、loop() 循环）易于理解；

• 库文件：内置大量基础库（如数字 / 模拟引脚控制、串口通信），第三方库覆盖传感器、显示屏、通信模块（如 ESP32 无线库、蓝牙库）；

• 跨平台：支持 Windows、macOS、Linux 系统，最新版为 Arduino IDE 2.0（基于 VS Code 重构，功能更强大）。

4. 开发流程（以点亮 LED 为例）

1. 连接 Arduino Uno 开发板到电脑（USB 线），IDE 自动识别端口；

2. 新建项目，编写代码：

   cpp

   运行

   void setup() {
     pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT); // 配置内置LED引脚为输出模式
   }
   void loop() {
     digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); // 点亮LED
     delay(1000); // 延时1秒
     digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW); // 熄灭LED
     delay(1000); // 延时1秒
   }
   

3. 点击「上传」按钮，代码自动编译并烧录到开发板，内置 LED 开始闪烁。

5. 扩展模块与生态

Arduino 支持「盾板（Shield）」扩展，直接堆叠在开发板上即可使用，无需复杂接线：

• 通信模块：Wi-Fi 盾（如 ESP8266 盾）、蓝牙盾、GSM 盾（支持 SIM 卡）；

• 传感器模块：温湿度（DHT11/DHT22）、红外、超声波、GPS；

• 执行器模块：继电器、舵机驱动、电机驱动（L298N）；

• 显示模块：LCD1602、OLED、TFT 触摸屏。

6. 典型应用场景

• 新手入门电子工程（学习电路、编程基础）；

• 创客原型开发（如智能小车、自动浇花系统、环境监测仪）；

• 学生课程设计、科技创新比赛；

• 艺术装置、互动媒体（如声音控制灯光、感应门）；

• 物联网入门（搭配 Wi-Fi 模块，上报数据到云平台）。

7. 优缺点

• 优点：入门门槛极低、生态完善（模块 / 库丰富）、社区支持强大、即插即用、开源免费；

• 缺点：性能有限（8 位单片机主频低，适合简单项目）、不适合量产（无工业级防护，成本较高）、底层配置灵活性不足。